автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Разработка и исследование средств синтеза систем автоматического управления

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ ИМ. В.А. ТРАПЕЗНИКОВА

На-пгшвах.оукон.иси_

003054 Ю5 МИХАЙЛОВА ЛЮБОВЬ СЕРГЕЕВНА

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СРЕДСТВ СИНТЕЗА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Специальность 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 2007

003054105

Работа выполнена в Институте проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской Академии Наук и Электростальском политехническом институте Московского государственного института стали и сплавов.

Научный руководитель:

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, Александров Альберт Георгиевич

доктор технических наук, Степанов Михаил Федорович

доктор технических наук, Артамонов Евгений Иванович

Ведущая организация:

кандидат технических наук, Паршева Елизавета Александровна

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана.

Защита диссертации состоится « /У» 2007 г. в час.

на заседании Специализированного совета №3 (Д 002.226.03) Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН по адресу: 117997, г. Москва, ул. Профсоюзная, д.65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН

Автореферат разослан « ^ъ ОоС_2007 г.

Ученый секретарь Юркевич

специализированного совета, Евгений Владимирович

доктор технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из важных этапов проектирования системы автоматического управления (САУ) является синтез алгоритма управления. Термин «синтез» включает в себя как разработку алгоритма работы регулятора (синтез регулятора), так и определение параметров алгоритма адаптивного управления.

Возрастающая сложность и разнообразие объектов управления произвольной физической природы, бурное развитие теории автоматического управления (ТАУ) обусловило невозможность разработки современных САУ без использования средств автоматизации проектирования, представляющих собой системы сложных программных комплексов. Программное обеспечение для автоматизации этапа синтеза разрабатывается более четырех десятков лет.

Можно выделить две категории пользователей подобных программных средств:

• инженеры (инженеры-разработчики реальных САУ), являющиеся специалистами в области управления конкретными объектами и обладающие необходимыми знаниями в области ТАУ для решения задач по известным проектным процедурам (проектная процедура - это программная реализация алгоритма решения задачи синтеза);

• исследователи - это специалисты, обладающие глубокими знаниями в области ТАУ, занимающиеся разработкой алгоритмов решения задач ТАУ и разрабатывающие или непосредственно участвующие в разработке проектных процедур, предназначенных для использования инженерами.

Современная система поддержки разработки САУ, обеспечивающая высокую степень автоматизации процесса проектирования для инженера, должна функционировать следующим образом:

1) инженер в интерактивном режиме, используя профессиональную терминологию, указывает класс решаемой задачи (синтез регулятора, адаптивное управление и т.п.);

2) инженер выбирает из числа реализованных в системе наиболее подходящую проектную процедуру, решающую поставленную задачу (например, синтез по требуемой точности стабилизации);

3) система автоматически решает поставленную пользователем задачу по выбранной проектной процедуре.

Система, обеспечивающая высокую степень автоматизации труда исследователя должна иметь следующие характеристики:

1) содержать широкий набор программных модулей, реализующих элементарные проектные операции (например, анализ управляемости, синтез ЬСЬ регулятор а и т.п.);

2) иметь эффективный язык программирования, который позволяет объединять отдельные проектные операции (модули) в проектные процедуры;

3) иметь удобную среду разработки проектных процедур.

Системы для автоматизации разработки алгоритмов управления САУ можно классифицировать по степени автоматизации процесса проектирования.

Системы, разрабатываемые в 1960-1980 гг. (отечественные ДИСПАС, САПРАС, РАДИУС и зарубежные ГОРАС, БЛЭРАСК, ЬШРАС и др.), представляли собой, как правило, интерактивные пакеты программ со слабым лингвистическим обеспечением и обеспечивали низкую степень автоматизации как для инженеров, так и для исследователей.

Разработанная в 80-х гг. система МАТЬАВ вобрала в себя программное обеспечение традиционных методов ТАУ, содержащееся в указанных выше зарубежных пакетах. Кроме того, МАТЬ А В содержит программное обеспечение новых методов: Н-бесконечного субоптимального управления, мю-анализ и синтез, робастное управление и т.д. Обладая большим набором встроенных функций и развитым входным языком, МАТЬАВ обеспечивает высокую степень автоматизации работы исследователя.

Однако инженер-разработчик реальной системы автоматического управления, который хотел бы использовать МАТЬАВ для решения задач проектирования САУ, столкнется с рядом трудностей: 1) он должен глубоко знать теорию управления, чтобы выбрать, исходя из его задачи, неопределенные параметры используемого метода (например, параметры квадратичного функционала 1/}- и Н-бесконечной оптимизации, при которых достигается необходимая точность регулирования и т.д.); 2) инженер должен самостоятельно разрабатывать проектную процедуру для решения своей задачи на входном языке, используя функции МАТЬАВ.

Таким образом, степень автоматизации деятельности инженера в данной системе является низкой.

Наряду с системой МАТЬАВ развивались отечественные системы: ГАММА, ИНСТРУМЕНТ-3, АДАПЛАБ, МВТУ, и др.

Система ГАММА изначально разрабатывалась как система для инженеров. Особенности системы: 1) наличие специальной среды для инженеров-разработчиков САУ, содержащей набор готовых проектных процедур для решения задач синтеза и анализа линейных многомерных САУ; 2) автоматическое решение задач по известным проектным процедурам.

Таким образом, система ГАММА обеспечивает более высокую степень автоматизации для инженера по сравнению с перечисленными системами. Кроме того, система содержит базовые средства для разработки новых проектных процедур исследователем.

Сравнительно недавно начали разрабатываться интеллектуальные системы автоматизации проектирования. Такая система должна на основании поставленной инженером задачи автоматически формировать проектную процедуру для ее решения. Основой для построения проектных процедур являются формализованные знания о методах решения задач ТАУ (модель множества формализованных задач), хранящиеся в базе знаний системы. Системой такого рода является ИНСТРУМЕНТ-3м-И. Эффективным может быть использование данной системы для автоматизации деятельности исследователя.

Таким образом, актуальной является проблема разработки системы синтеза САУ, обеспечивающей высокую степень автоматизации деятельности инженеров и исследователей: разделение функций пользователей в зависимости от их категории; автоматическое решение задач синтеза для инженера; создание эффективных средств разработки проектных процедур для исследователя; автоматическое формирование проектных процедур путем интеграции с интеллектуальной системой автоматического планирования решений задач.

Цель работы состоит в разработке и исследовании средств синтеза систем автоматического управления, которые обеспечивают высокую степень автоматизации деятельности всех категорий пользователей, как инженеров-разработчиков САУ, так и исследователей.

Для достижения поставленной цели в процессе исследования были решены следующие основные задачи:

1. Разработка модели множества формализованных задач частотного адаптивного управления, дополняющей существующую модель множества формализованных задач синтеза регуляторов и выступающей в виде формы представления знаний для автоматизации разработки проектных процедур.

2. Разработка архитектуры системы автоматизации синтеза систем автоматического управления, обеспечивающей высокий уровень автоматизации деятельности как инженеров, так и исследователей.

3. Реализация разработанной архитектуры в виде новой версии системы ГАММА.

4. Разработка средств интеграции системы ГАММА с интеллектуальной системой ИНСТРУМЕНТ-Зм-И.

Исследования по теме диссертационной работы проводились в соответствии с плановой тематикой работ ИПУ РАН в рамках темы «Разработка тео-

рии, алгоритмов автоматизации проектирования и моделирования систем управления» (проект 32433/04 тема 306-04/18 РАН).

Методы исследований. Проведенные в работе исследования и разработки базируются на использовании принципов построения систем автоматизированного проектирования, математической логики, методов искусственного интеллекта, теории синтаксического анализа, методов объектно-ориентированного программирования, теории линейных систем автоматического управления, теории адаптивных систем, методов идентификации.

Научная новизна работы определяется следующими основными научными результатами, полученными лично автором диссертации:

1. Разработана модель множества формализованных задач частотного адаптивного управления, выступающая в качестве модели представления знаний и позволяющая автоматизировать разработку проектных процедур.

2. Разработана архитектура многоуровневой системы синтеза САУ, обеспечивающая высокую степень автоматизации процесса проектирования.

3. Разработанная архитектура программно реализована в виде система синтеза САУ ГАММА-2РС.

Практическая значимость и внедрение результатов исследований.

Практическая ценность работы состоит в том, что предложен подход к построению средств поддержки разработки САУ, обеспечивающих высокий уровень автоматизации деятельности пользователей, как инженеров-разработчиков САУ, так и исследователей. Эффективность разработанного подхода подтверждается практической реализацией в виде программного средства. Разработанное программное средство имеет самостоятельную практическую ценность, определяемую его использованием в проектной организации (ОАО КБ «Электроприбор») для научно-исследовательских и проект-

ных расчетов и в учебном процессе в вузе (Электростальский политехнический институт Московского государственного института стали и сплавов).

Достоверность научных положений и выводов, полученных автором диссертации, математически доказана и подтверждена практической реализацией в виде программного средства ГАММА-2РС, реализующего разработанный подход к созданию эффективных средств, обеспечивающих высокий уровень автоматизации, как решения задач синтеза САУ инженерами-разработчиками, так и процесса создания исследователями новых проектных процедур решения задач проектирования САУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на ряде конференций:

1. Вторая международная конференция «Идентификация систем и задачи управления», Москва, 2003;

2. Международная конференция «Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении», Саратов, 2003;

3. Четвертая международная конференция «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта», Москва, 2004;

4. Пятая .международная конференция «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта», Москва, 2005;

5. Шестой Международный симпозиум «Интеллектуальные системы», Саратов, 2004;

6. Третья международная конференция по проблемам управления, Москва, 2006;

7. Восьмой Международный симпозиум «Интеллектуальные системы», Краснодар, 2006.

Публикации. По материалам и основному содержанию диссертационной работы опубликовано 12 работ.

Структура н объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 158 страниц, список литературы включает 82 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится формулировка проблемы, обоснование актуальности, определяются цели диссертационной работы, ставятся основные задачи исследования, описывается структура изложения материала диссертации.

В первой главе рассматриваются различные подходы к организации средств автоматизации синтеза САУ. Существующие системы сравниваются по технологическим характеристикам, таким как язык постановки задачи и описания данных, язык представления планов решения задач, способ получения результата решения задачи, и функциональным характеристикам: область применения, классы решаемых задач ТАУ, степень автоматизации работы пользователей системы.

Сравнивая различные языки постановки задачи и описания данных, используемые в системах, отметим, что языки анкетного запроса (например, входной язык системы ДИСПАС) просты, но имеют известные недостатки, выражающиеся в негибкости и замкнутости, невозможности расширения без участия разработчика системы; проблемно-ориентированные языки командного типа (например, входной язык системы MATLAB) обеспечивают наиболее компактное описание задачи, однако пользователи должны хорошо ориентироваться в системе команд; языки структурных схем (например, SIMULINK) удобны для описания задач анализа САУ.

План решения задачи как упорядоченная совокупность проектных операций в системе автоматизации решения задач может задаваться последова-

9

тельностыо вызова программных модулей, реализующих проектные операции, заданной при создании системы (например, в системе ДИСГ1АС), либо представлять собой программу на проблемно-ориентированном языке (на входном языке системы, например, МАТЬАВ, ГАММА, ИНСТРУМЕНТ-3). Второй вариант предпочтительнее, так как обеспечивает компактное представление плана и предоставляет пользователям системы возможность расширения класса решаемых задач посредством создания собственных планов решения новых задач.

По способу получения результата решения задачи системы подразделяются на системы компилирующего (АДАПЛАБ) и интерпретирующего типа (МАТЬАВ, ГАММА). Первый способ обеспечивает высокую скорость вычислений, второй - облегчает организацию диалога с пользователем, обеспечивает «расширяемость» системы и используется в большинстве современных систем. В целях повышения эффективности применяется также комбинированный способ (ИНСТРУМЕИТ-3). В этом случае план решения задачи на внешнем языке, удобном для пользователя, транслируется в представление на некотором внутреннем языке, удобном для эффективного исполнения, которое затем интерпретируется.

Из вышесказанного следует, что архитектура современных систем автоматизации решения задач обладает рядом сходных черт: использование проблемно-ориентированных языков и языков структурных схем, использование интерпретаторов, возможность расширения класса решаемых задач пользователями системы.

Сравнивая существующие системы по степени автоматизации процесса проектирования алгоритмов САУ, отметим, что существуют два подхода к организации работы пользователей. Первый подход, реализованный в системах типа МАТЬАВ, подразумевает наличие в системе большого набора элементарных программных модулей (функций), и развитого языка программирования, при этом пользователи самостоятельно разрабатывают проектные процедуры. Подобные системы обеспечивают высокую степень автоматиза-

ции работы исследователей, однако, степень автоматизации деятельности инженеров является низкой.

Системы, ориентированные на инженеров (ГАММА, ДИСПАС) содержат готовые проектные процедуры для решения задач синтеза САУ и обеспечивают автоматическое решение поставленной инженером задачи по известной процедуре. Средства, предлагаемые данными системами исследователям, весьма ограничены.

Следовательно, практически все существующие системы автоматизации решения задач проектирования САУ по своему замыслу и наполнению ориентированы лишь па определенную категорию пользователей, и не обеспечивают достаточную степень автоматизации работы других категорий.

На основе обзора и сравнения подходов к автоматизации решения задач проектирования САУ формулируются требования, предъявляемые к системам синтеза САУ, обеспечивающим высокую степень автоматизации деятельности пользователей всех категорий, как инженеров-разработчиков САУ, так и исследователей

Во второй главе представлена модель множества формализованных задач адаптивного управления. Данная модель дополняет модель множества формализованных задач синтеза линейных систем автоматического управления, разработанную М.Ф. Степановым.

Модель представляет собой композицию трех множеств:

М=<П,Д,0>, где

Г1 - множество понятий ТАУ, относящихся к категории предметов (в нашем случае: объект управления, управляющее устройство, система автоматического управления, внешнее возмущение, испытательный сигнал).

Предметы обладают следующими атрибутами: виды математических моделей предметов (в частности, для предмета «объект управления» это -система обыкновенных дифференциальных уравнений и др.); формы математических моделей предметов (форма Коши, передаточная функция и др.); характеристики - атрибуты предмета, значения которых могут использоваться для оценки поведения предмета (например, предмет «объект управле-

ния» обладает следующими характеристиками: результаты моделирования объекта, параметры алгоритма идентификации объекта, ограничения на вход и выход объекта, оценки верхней и нижней границ собственных частот объекта, частотЕгые параметры объекта и др.).

Д - множество действий, выполняемых над предметами (анализ свойств, вычисление характеристик, синтез предметов, преобразование форм предметов, вычисление значений отношений). Действия характеризуются следующими атрибутами: имя действия; исходные данные - список имен предметов, их свойств и характеристик; результаты — список имен предметов, их свойств и характеристик; условия применимости - список имен свойств предметов и отношений, которые должны принимать значение ИСТИНА для обозначения возможное™ выполнения данной операции; план - план решения данной задачи как упорядоченная совокупность действий, записанная на проблемно-ориентированном языке либо программа на алгоритмическом языке программирования, если данное действие является элементарным, т.е. не содержит других действий модели.

Модель множества формализованных задач адаптивного управления включает следующие действия: самонастройка амплитуд испытательного сигнала, формирование испытательных частот, моделирование объекта, моделирование замкнутой системы, вычисление частотных параметров объекта, решение частотных уравнений идентификации, определение частоты среза системы, решение модального тождества и др.

О - множество отношений, используемых в качестве требований, накладываемых на искомые результаты задачи проектирования.

Приведены результаты исследования непротиворечивости и полноты в смысле Робинсона разработанной модели множества формализованных задач адаптивного управления.

В третьей главе для обеспечения сформулированных требований к программным средствам автоматизации проектирования САУ, разрабатывается архитектура системы синтеза САУ, призванная обеспечить высокий уровень автоматизации решения функциональных задач всех категорий пользовате-

лей. Предлагается многоуровневая структура системы автоматизации решения задач синтеза САУ.

Первый уровень предназначен для решения задач синтеза САУ инженерами-разработчиками САУ и представляет собой совокупность проектных процедур, обеспечивающих автоматическое решение задач.

Второй уровень является инструментарием для разработки и расширения возможностей первого уровня исследователями. Расширение возможностей первого уровня системы заключается в разработке исследователем программных модулей, автоматизирующих отдельные элементарные проектные операции (ЭПО), «разработке проектных процедур.

Третий уровень - это средства, обеспечивающие автоматизацию разработки проектных процедур путем интеграции с интеллектуальной системой, осуществляющей автоматическое планирование решения задач, поставленных пользователем.

Структурная схема многоуровневой системы приведена на рис.1. Здесь можно выделить следующие подсистемы: интерфейсная подсистема (1,2), исполнительная подсистема (3), архивная подсистема (база знаний) (4).

Разделение функций пользователей обеспечивается за счет предоставления каждой категории собственного интерфейса к ресурсам системы.

Интерфейс инженера обеспечивает выбор необходимой проектной процедуры из списка реализованных проектных процедур, ввод-вывод данных, преобразование данных из вида, введенного пользователем во внутренний формат представления данных в системе, и наоборот, контроль за ходом решения задачи. Здесь выделены следующие блоки:

• интерпретатор языка описания задач преобразует введенное пользователем описание задачи во внутреннюю форму, осуществляет в базе знаний поиск плана решения задач (текста проектной процедуры) и, если находит, передает управление исполнительной подсистеме;

• интерпретатор языка описания данных позволяет перевести исходные данные задачи из формы, введенной пользователем, во внутренний формат представления данных в системе;

« средства формирования протокола решения задачи осуществляют перевод результатов решения задачи из внутреннего формата в «естественный вид», удобный для пользователей, вывод результатов на экран и в файл, построение графиков.

Интерфейс исследователя обеспечивает доступ к средствам разработки проектных процедур:

• редактору танов решения задач, предназначенному для ввода плана на входном языке системы;

• средствам доступа к базе данных элементарных проектных операций, позволяющим включать в состав системы новые операции путем заполнения паспортов операций, содержащих описание каждой операции и программных модулей их реализации;

• средствам создания пользовательское типов данных;

• блоку связи с интеллектуальной системой, который обеспечивает импорт планов решения задач, полученных с использованием интеллектуальной системы ИНСТРУМЕНТ-Зм-И.

Исполнительная подсистема осуществляет решение задачи. В состав исполнительной подсистемы входят:

• интерпретатор танов решения задач, который осуществляет перевод шина во внутреннее представление системы и его исполнение. Исполнение плана заключается в выполнении операций в порядке, определенном планом решения задачи.

• пакеты прикладных программ, включающие программные модули ЭПО.

® системные программы, которые объединяют программные модули, выполняющие сервисные функции: связь с интерфейсной и архивной системой .

Архивная подсистема осуществляет хранение следующей информации: планов решения задач; паспортов операций; моделей (исходных данных для решения задач), сохраняемых между сеансами работы пользователя: протоколов решения задач, сохраняемых между сеансами работы пользователя.

Система синтеза САУ

Интерфейс исследователя

2 I РЕДАКТОР ПЛАНОВ РЕШЕНИЯ ЧАЛАЧ

и СРЕДСТВА ДОСТУПА К БАЗЕ ДАННЫХ' ОПЕРАЦИЙ

г 3 средства соэдляия

ТИПОВ ДАН НИХ

шг

Архивная подсистема

4 I АРХИВ ПЛАНОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

>1 Я АМО® ПАСПОРТОВ

ОПЕРАЦИЙ -ГТ~

ИХ

< I \РХИР. «СХОЙ1У.Л ДАННЫХ (АДЛЧ

НАР\ИЙ ПРОТОКОЛОВ РЕШЕНИЯ Ш1АЧ

елок связи с »ПЫЛЕКТУАЛЬКОЙ СИСТЕМОЙ

ГУ

4 ЧИ ^тедлекггуал ь на я система

V

В.ШК обучения н Кача

1

адаптации шапки

Постановка задачи

-Кг

^ Ркщянэщая г>йд-СНС ;:"чн

|6Л- I |

Рис. I Структурная схема системы автоматизации синтеза САУ

Формирование планов решения задач осуществляется п двух режимах: • разработка плана вручную;

• автоматизированная разработка плана с использованием интеллектуальной системы.

В первом случае исследователь разрабатывает недостающие программные модули ЭПО на традиционных языках программирования, регистрирует их в системе путем заполнения паспортов операций, записывает план решения задачи на входном языке системы. Вся работа осуществляется средствами среды исследователя.

Рассмотрим более подробно второй способ. Многообразие методов решения задач проектирования систем автоматического управления и многообразие вариантов программной реализации каждого метода приводит к возникновению ряда проблем как при разработке планов решения задач, так и при применении разработанных планов для решения конкретных задач проектирования. Очевидным преимуществом в данном случае обладают интеллектуальные системы, способные автоматически создавать планы решения задач, опираясь на модель формализованных знаний о методах решения задач теории автоматического управления.

Однако результаты применения интеллектуальной системы для построения плана решения задачи могут оказаться «не идеальными» ни с точки зрения исследователей (трудоемкость разработки модели множества формализованных задач «с нуля», необходимость коррекции планов для получения большего количества промежуточных результатов), ни с точки зрения инженеров-разработчиков САУ, для которых важным фактором является простота средств проектирования.

Эффективным оказывается следующий подход: использование интеллектуальной системы для получения прототипов нового плана или для модификации существующего, но с использованием модели знаний исходной системы; дальнейшая передача плана в систему, которая используется разработчиками САУ; использование данной системы для решения конкретных задач проектировашш.

На рис.1, кроме структурной схемы разрабатываемой системы представлена также обобщенная схема интеллектуальной системы:

• база знаний предназначена для хранения знаний о методах решения задач в виде модели множества формализованных задач описанной ранее структуры;

• блок обучения и адаптации обеспечивает пополнение базы знаний системы;

• решающая подсистема осуществляет построение плана решения задачи по ее формулировке на основе имеющихся знаний.

Для построения плана решения новой задачи исследователь выполняет следующие действия:

1. Расширяет базу знаний интеллектуальной системы информацией об имеющихся в исходной системе предметах и действиях. Эта операция осуществляется посредством блока обучения и адаптации.

2. Получает в интеллектуальной системе план решения задачи путем указания исходных данных задачи и требуемых результатов.

3. Экспортирует полученный план в исходную систему с использованием блока связи с интеллектуальной системой, входящим в интерфейсную подсистему среды исследователя. Экспорт заключается в трансляции текста плана с языка представления планов интеллектуальной системы на язык, используемый в исходной системе. При этом используются таблицы соответствия лексем языков.

Для представления планов решения задач в многоуровневой системе был разработан проблемно-ориентированный язык ГАММА-1 и язык структурных схем.

Язык структурных схем Структурная схема проектной процедуры является графическим представлением алгоритма решения задачи и описывает порядок выполнения элементарных проектных операций и порядок передачи данных между отдельными операциями. Структурная схема процедуры содержит изображения исходных данных, собственно структурной схемы процедуры, результатов, диалоговых операций процедуры. Собственно структурная схема процедуры состоит из элементарных проектных операций и ук-

рупненных проектных операций. На рис.2 показан пример реализации языка структурных схем в системе ГАММА-2РС,

^Гамма 2 РС - С;\ Михайлова'\гжшю^у\гад шю

Директива Грутты Редактор'" .

Ввод 142

\

1Р1 1С/ и*/ Прн&еаение ураен»«* о Лагрэмжа

к. Ферме Ко*ьшп102а(т0801 СП МУ СУ

А Ш Анализ наблюдаемое™

объекта по измеряема переменным ю221(т017с) КУ I

Р Е Определение параметров Функционала оотимоации по значениям долусп^ых усганов»пи*<кся ошибеж О Цт

Г'Г ВЛэкю ГЙ; Сйюей: 100

п тго

Формирование

канонической модели объекта (т0301

П В Ы Д СЙ .

■А

Рис.2. Фрагмент структурной схемы проектной процедуры «Синтез регулятора по критерию точности»

Язык ГАММА-1 Язык ГАММА-1 является процедуральным проблемно-ориентированным языком (ППОЯ) и базируется на;

• формализации знаний о методах решения задач ТАУ;

• процедуральном представлении операций языка (элементарные операции реализованы в виде программных модулей на алгоритмических языках программирования);

• использовании описаний операций. Каждой операции ставится в соответствие описание, в котором указывается имя операции, имя программного модуля, списки имен и типов исходных данных и результатов операции. Все операции имеют два варианта работы - нормальное и аварийное. Средства языка поддерживают концепцию структурного и модульного

программирования (пример реализации ППОЯ ГАММА-1 в системе ГАММА-2РС приведен на рис. 3).

листов в области автоматического управления; вводит исходные данные для решения задачи (модель объекта управления, либо результаты его испытаний воздействиями, формируемыми системой, технические требования к САУ и т.п. в зависимости от класса задачи); далее система осуществляет решение поставленной задачи без участия пользователя (автоматически). Задачи, решаемые системой, делятся на три группы:

1. Синтез регуляторов заданных объектов (директивы: оптимальная система с наблюдателем, Н-бесконечное субоптимальное управление, точное управление и др.).

2. Частотная идентификация (директивы идентификации с самонастройкой амплитуд, частот испытательного сигнала и др.).

3. Частотное адаптивное управление (директивы частотного адаптивного управления, использующие частотную идентификацию).

В качестве иллюстрации эффективности функционирования среды инженера приведено решение задачи частотного адаптивного управления.гиро-платформой.

Среда исследователя Разработка директив в среде исследователя системы ГАММА-2РС осуществляется следующими средствами: модули элементарных проектных операций, библиотека модулей, текстовый редактор, редактор структурных схем, редактор типов данных.

Проектные операции системы ГАММА-2РС реализованы в виде отдельных программных модулей на языках Pascal, Fortran, С++. Такой подход соответствует принципу модульного программирования, обеспечивает простоту подключения новых модулей, возможность использования различных языков программирования для разработки модулей, возможность использования модулей, разработанных разными специалистами. Согласованная работа модулей обеспечивается за счет соблюдения принятого в системе формата обмена данными между модулями.

Информация о программных модулях хранится в базе данных, называемой библиотекой модулей. Каждому модулю в библиотеке соответствует описание, которое включает: имя модуля, которым идентифицируется модуль

% описание переменных;

var lambda: val, WpFilRe, WpFilIm : matr,

flacon: log; % ввод исходных данных;

loadvars[ ] [ 'порядок гироплатформы число её входов и выходов', nmr,

'Масштабирующий множители alpha',alpha];

% вызов модуля ЭПО;

ContLQ_g[Ahident, Bhident, Chident, alpha, beta, QO, Ql, coQ2, RI, R2][Ach, Bch, Cch, flacon]; % проверка условия ; if flacon then

formD_ginmr][Dch];

print [ ''Матрицы регулятора в форме Коши ', ^Ach',Ach,'Bch',Bch,'Cch',Cch,'Dch',Dch]Г ]; else

message[' Регулятор построить не удалось!',1]; endif;

Рис. 3 Фрагменты текста проектной процедуры «Частотное адаптивное управление многомерным объектом»на языке ГАММА-1

Четвертая глава посвящена разработке системы ГАММА-2РС, в которой реализован предложенный в третьей главе диссертации подход к построению системы синтеза САУ, обеспечивающий высокий уровень автоматизации работы инженеров-разработчиков САУ и исследователей. Структурно в системе ГАММА-2РС выделяются «Среда инженера» и «Среда исследователя».

Среда инженера Решение задач синтеза САУ осуществляется в среде инженера системы ГАММА-2РС с помощью директив. Директива (проектная процедура) - это программа, которая служит для решения определенного класса задач по разработке алгоритмов управления. Класс задач характеризуется тремя атрибутами: моделью целей управления (показателей точности и качества), моделью объекта управления и регулятора, моделью среды (внешние возмущения и помехи измерения).

Пользователь работает в системе следующим образом: выбирает из списка нужную директиву по ее описанию на профессиональном языке специа-

в окне группы; номер модуля в классификационном списке; название модуля в классификационном списке; ключи, если они необходимы для работы программы; имя исполняемого файла; имя файла справки; тип модуля; описание входов и выходов. Модуль однозначно идентифицируется своим номером.

В окне библиотеки модулей каждый модуль имеет графическое представление, используемое для формирования структурных схем проектных процедур.

Библиотека модулей содержит порядка двухсот модулей, распределенных по группам в соответствии с функциональным назначением модулей: Преобразование, Анализ, Синтез, Частотная идентификация, Частотное адаптивное управление, Моделирование, Ввод-вывод, Вспомогательные. План директивы в системе ГАММА-2РС можно представить:

• В виде структурной схемы, формируемой исследователем в редакторе структурных схем. Для этого изображения необходимых модулей переносятся из окна библиотеки модулей в окно редактора и соединяются в требуемом порядке. Вид редактора структурных схем показан на рис.2.

• В виде последовательности команд на языке ГАММА-1, записываемой исследователем в текстовом редакторе, входящем в состав системы.

В состав системы ГАМММА-2РС входят интерпретаторы указанных языков.

Редактор типов данных системы ГАММА-2РС позволяет создавать производные типы данных Fia основе базовых типов (число, вектор, матрица, полиномиальная матрица, логический), предопределенных в системе.

Возможности «Среды исследователя» были использованы для разработки директивы «Частотное адаптивное управление многомерным объектом», фрагмент текста которой представлен на рис.3.

В состав «Среды исследователя» входят средства интеграции системы ГАММА-2РС с интеллектуальной системой ИНСТРУМЕНТ-Зм-И: транслятор текстов с языка ИНСТРУМЕНТ-ОП, используемого для представления планов решения задач в системе ИНСТРУМЕНТ-Зм-И, на язык ГАММА-1; таблицы соответствия имен действий в системе ИНСТРУМЕНТ-Зм-И и имен

модулей в системе ГАММА-2РС; таблицы соответствия предметов и их атрибутов в системе ЙНСТРУМЕНТ-Зм-И и типов данных в системе ГАММА-2РС.

Процедура использования системы ИНСТРУМЕНТ-Зм-И для разработки директив системы ГАММА-2РС соответствует описанной в третьей главе.

Эффективность предложенного подхода показана на примере разработки директив частотного адаптивного управления с самонастройкой испытательного сигнала.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертации разработан подход к созданию, создана и исследована многоуровневая система синтеза САУ, обеспечивающая высокий уровень автоматизации деятельности как инженеров-разработчиков САУ, так и исследователей.

В ходе исследования были получены следующие основные результаты:

1. Разработана модель множества формализованных задач частотного адаптивного управления для автоматического создания проектных процедур.

2. Разработана архитектура многоуровневой системы синтеза систем автоматического управления, которая обеспечивает более высокую степень автоматизации процесса проектирования по сравнению с существующими системами.

3. Разработано программное обеспечение системы синтеза систем автоматического управления ГАММА-2РС: программные модули, реализующие проектные операции, интерпретаторы входных языков системы, ряд директив, которые обеспечивают решение широкого класса задач теории управления, средства управления процессом вычислений.

4. Разработано программное обеспечение для связи системы ГАММА-2РС с интеллектуальной системой ИНСТРУМЕНТ-Зм-И, позволяющее автоматизировать разработку директив системы ГАММА-2РС.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Михайлова JI.C., Баукова Н.Г. Директивы частотной идентификации в системе ГАММА-2РС. Труды II международной конференции «Идентификация систем и задачи управления», CD ISBN 5-201-14948-0,2003.

2. Александров А.Г., Михайлова Л.С., Степанов М.Ф. Применение интеллектуального решателя ИНСТРУМЕНТ-ЗМ-И для построения программного обеспечения частотной идентификации. Труды VI Международного симпозиума «Интеллектуальные системы». М., 2004. - С.306-308.

3. Михайлова JI.C. Разработка интерпретатора языка системы ГАММА-2РС. Сб. научных трудов ЭПИ МИСиС «Робастное управление и частотная идентификация». Электросталь: ЭПИ МИСиС, 2004. - С. 169-174.

4. Александров А.Г., Исаков Р.В., Михайлова JI.C. Структура программного обеспечения для автоматизации разработки алгоритмов автоматического управления//АиТ, № 4, 2005. - С. 176-184.

5. Александров А.Г., Михайлова J1.C. Расширение возможностей системы ГАММА-2РС с помощью функций системы MATLAB. V Международная конференция и выставка «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. CAD/CAM/PDM-2005» Материалы конференции, CD ISBN 5-201-14982-0, Москва, 2005.

6. Михайлова Л.С. Применение интеллектуального решателя ИНСТРУМЕНТ-ЗМИ для расширения класса решаемых задач системы ГАММА-2РС. Труды VII международного симпозиума «Интеллектуальные системы», М., 2006. - С. 472-474.

Тираж 100 экз.

Электростальский политехнический институт (филиал) Московского государственного института стали и сплавов (Технологического университета) (ЭПИ МИСиС) 144000, Московская обл., г. Электросталь, ул. Первомайская, д. 7.

Введение

1 Проблема автоматизации синтеза систем автоматического управления и пути ее решения

1.1. Этапы разработки систем автоматического управления

1.2. Направления развития автоматизации разработки систем автоматического управления

1.3. Обзор и сравнение программных средств синтеза систем автоматического управления

1.4. Задачи диссертации.

2 Формализация знаний о методах решения задач теории автоматического управления

2.1. Подход к формализации знаний о методах решения задач проектирования САУ.

2.2. Структура модели множества формализованных задач теории автоматического управления.

2.3. Модель М множества формализованных задач частотного адаптивного управления.

2.4. Исследование модели М.

2.5. Выводы по главе 2.

3 Многоуровневая система синтеза систем автоматического управления

3.1. Требования к программному обеспечению для автоматизации синтеза систем автоматического управления.

3.2. Архитектура системы синтеза систем автоматического управления

3.3. Использование интеллектуальной системы для автоматизации разработки планов решения задач.

3.4. Входные языки системы.

3.5. Выводы по главе 3.

4 Система ГАММА-2РС

4.1. Назначение и возможности системы.

4.2. Среда инженера

4.3. Среда исследователя.

4.4. Выводы по главе 4.

Актуальность темы. Одним из важных этапов проектирования системы автоматического управления (САУ) является синтез алгоритма управления. Термин "синтез"включает в себя как разработку алгоритма работы регулятора (синтез регулятора), так и определение параметров алгоритма адаптивного управления.

Возрастающая сложность и разнообразие объектов управления произвольной физической природы, бурное развитие теории автоматического управления (ТАУ) обусловило невозможность разработки современных САУ без использования средств автоматизации проектирования, представляющих собой системы сложных программных комплексов. Программное обеспечение для автоматизации этапа синтеза разрабатывается более четырех десятков лет.

Можно выделить две категории пользователей подобных программных средств:

• инженеры (инженеры-разработчики реальных САУ), являющиеся специалистами в области управления конкретными объектами и обладающие необходимыми знаниями в области ТАУ для решения задач по известным проектным процедурам (проектная процедура - это программная реализация алгоритма решения задачи синтеза);

• исследователи - это специалисты, обладающие глубокими знаниями в области ТАУ, занимающиеся разработкой алгоритмов решения задач ТАУ и разрабатывающие или непосредственно участвующие в разработке проектных процедур, предназначенных для использования инженерами.

Современная система поддержки разработки САУ, обеспечивающая высокую степень автоматизации процесса проектирования для инженера, должна функционировать следующим образом:

1. инженер в интерактивном режиме, используя профессиональную терминологию, указывает класс решаемой задачи (синтез регулятора, адаптивное управление и т.п.);

2. инженер выбирает из числа реализованных в системе наиболее подходящую проектную процедуру, решающую поставленную задачу (например, синтез по требуемой точности стабилизации);

3. система автоматически решает поставленную пользователем задачу по выбранной проектной процедуре.

Система, обеспечивающая высокую степень автоматизации труда исследователя должна иметь следующие характеристики:

1. содержать широкий набор программных модулей, реализующих элементарные проектные операции (например, анализ управляемости, синтез LQ-регулятора и т.п.);

2. иметь эффективный язык программирования, который позволяет объединять отдельные проектные операции (модули) в проектные процедуры;

3. иметь удобную среду разработки проектных процедур.

Системы для автоматизации разработки алгоритмов управления САУ можно классифицировать по степени автоматизации процесса проектирования. Системы, разрабатываемые в 1960-1980 гг. (отечественные ДИС-ПАС, САПРАС, РАДИУС и зарубежные IDPAC, EISPACK, LINPAC и др.), представляли собой, как правило, интерактивные пакеты программ со слабым лингвистическим обеспечением и обеспечивали низкую степень автоматизации как для инженеров, так и для исследователей.

Разработанная в 80-х гг. система MATLAB вобрала в себя программное обеспечение традиционных методов ТАУ, содержащееся в указанных выше зарубежных пакетах. Кроме того, MATLAB содержит программное обеспечение новых методов: Н-бесконечного субоптимального управления, мю-анализ и синтез, робастное управление и т.д. Обладая большим набором встроенных функций и развитым входным языком, MATLAB обеспечивает высокую степень автоматизации работы исследователя.

Однако инженер-разработчик реальной системы автоматического управления, который хотел бы использовать MATLAB для решения задач проектирования САУ, столкнется с рядом трудностей: 1) он должен глубоко знать теорию управления, чтобы выбрать, исходя из его задачи, неопределенные параметры используемого метода (например, параметры квадратичного функционала LQ- и Н-бесконечной оптимизации, при которых достигается необходимая точность регулирования и т.д.); 2) инженер должен самостоятельно разрабатывать проектную процедуру для решения своей задачи на входном языке, используя функции MATLAB. Таким образом, степень автоматизации деятельности инженера в данной системе является низкой.

Наряду с системой MATLAB развивались отечественные системы: ГАММА, ИНСТРУМЕНТ-3, АДАПЛАБ, МВТУ, и др. Система ГАММА изначально разрабатывалась как система для инженеров. Особенности системы: 1) наличие специальной среды для инженеров-разработчиков САУ, содержащей набор готовых проектных процедур для решения задач синтеза и анализа линейных многомерных САУ; 2) автоматическое решение задач по известным проектным процедурам. Таким образом, система ГАММА обеспечивает более высокую степень автоматизации для инженера по сравнению с перечисленными системами. Кроме того, система содержит базовые средства для разработки новых проектных процедур исследователем.

Сравнительно недавно начали разрабатываться интеллектуальные системы автоматизации проектирования. Такая система должна на основании поставленной инженером задачи автоматически формировать проектную процедуру для ее решения. Основой для построения проектных процедур являются формализованные знания о методах решения задач ТАУ (модель множества формализованных задач), хранящиеся в базе знаний системы. Системой такого рода является ИНСТРУМЕНТ-Зм-И. Эффективным может быть использование данной системы для автоматизации деятельности исследователя.

Таким образом, актуальной является проблема разработки системы синтеза САУ, обеспечивающей высокую степень автоматизации деятельности инженеров и исследователей: разделение функций пользователей в зависимости от их категории; автоматическое решение задач синтеза для инженера; создание эффективных средств разработки проектных процедур для исследователя; автоматическое формирование проектных процедур путем интеграции с интеллектуальной системой автоматического планирования решений задач.

Цель работы состоит в разработке и исследовании средств синтеза систем автоматического управления, которые обеспечивают высокую степень автоматизации деятельности всех категорий пользователей, как инженеров-разработчиков САУ, так и исследователей. Для достижения поставленной цели в процессе исследования были решены следующие основные задачи:

1. Разработка модели множества формализованных задач частотного адаптивного управления, дополняющей существующую модель множества формализованных задач синтеза регуляторов и выступающей в виде формы представления знаний для автоматизации разработки проектных процедур.

2. Разработка архитектуры системы автоматизации синтеза систем автоматического управления, обеспечивающей высокий уровень автоматизации деятельности как инженеров, так и исследователей.

3. Реализация разработанной архитектуры в виде новой версии системы ГАММА.

4. Разработка средств интеграции системы ГАММА с интеллектуальной системой ИНСТРУМЕНТ-Зм-И.

Исследования по теме диссертационной работы проводились в соответствии с плановой тематикой работ ИПУ РАН в рамках темы "Разработка теории, алгоритмов автоматизации проектирования и моделирования систем управления"(проект 32433/04 тема 306-04/18 РАН).

Методы исследований. Проведенные в работе исследования и разработки базируются на использовании принципов построения систем автоматизированного проектирования, математической логики, методов искусственного интеллекта, теории синтаксического анализа, методов объектно-ориентированного программирования, теории линейных систем автоматического управления, теории адаптивных систем, методов идентификации.

Научная новизна работы определяется следующими основными научными результатами, полученными лично автором диссертации:

1. Разработана модель множества формализованных задач частотного адаптивного управления, выступающая в качестве модели представления знаний и позволяющая автоматизировать разработку проектных процедур.

2. Разработана архитектура многоуровневой системы синтеза САУ, обеспечивающая высокую степень автоматизации процесса проектирования.

3. Разработанная архитектура программно реализована в виде система синтеза САУ ГАММА-2РС.

Практическая значимость и внедрение результатов исследований. Практическая ценность работы состоит в том, что предложен подход к построению средств поддержки разработки САУ, обеспечивающих высокий уровень автоматизации деятельности пользователей, как инженеров-разработчиков САУ, так и исследователей. Эффективность разработанного подхода подтверждается практической реализацией в виде программного средства. Разработанное программное средство имеет самостоятельную практическую ценность, определяемую его использованием в проектной организации (ОАО КБ "Электроприбор") для научно-исследовательских и проектных расчетов и в учебном процессе в вузе (Электростальский политехнический институт Московского государственного института стали и сплавов).

Достоверность научных положений и выводов, полученных автором диссертации, математически доказана и подтверждена практической реализацией в виде программного средства ГАММА-2РС, реализующего разработанный подход к созданию эффективных средств, обеспечивающих высокий уровень автоматизации, как решения задач синтеза САУ инженерами-разработчиками, так и процесса создания исследователями новых проектных процедур решения задач проектирования САУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования доклады-вались и обсуждались на ряде конференций:

1. Вторая международная конференция "Идентификация систем и задачи управления", Москва, 2003;

2. Международная конференция "Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении", Саратов, 2003;

3. Четвертая международная конференция "Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта", Москва, 2004;

4. Пятая международная конференция "Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта", Москва, 2005;

5. Шестой Международный симпозиум "Интеллектуальные системы", Саратов, 2004;

6. Третья международная конференция по проблемам управления, Москва, 2006;

7. Восьмой Международный симпозиум "Интеллектуальные системы", Краснодар, 2006.

Публикации. По материалам и основному содержанию диссертационной работы опубликовано 12 работ.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 158 страниц, список литературы включает 82 наименования.

Основные результаты диссертации внедрены и используются в учебном процессе и для научно-исследовательских и проектных расчетов.

Заключение

В диссертации разработан подход к созданию, создана и исследована многоуровневая система синтеза САУ, обеспечивающая высокий уровень автоматизации деятельности как инженеров-разработчиков САУ, так и исследователей. В ходе исследования были получены следующие основные результаты:

1. Проведен анализ особенностей архитектуры и возможностей существующего программного обеспечения для автоматизации проектирования систем управления.

2. Разработана модель множества формализованных задач частотного адаптивного управления для автоматического создания проектных процедур

3. Разработана архитектура многоуровневой системы синтеза систем автоматического управления, которая обеспечивает более высокую степень автоматизации процесса проектирования по сравнению с существующими системами.

4. Разработано программное обеспечение системы синтеза систем автоматического управления ГАММА-2РС: программные модули, реализующие проектные операции, интерпретаторы входных языков системы, ряд директив, которые обеспечивают решение широкого класса задач теории управления, средства управления процессом вычислений.

5. Разработано программное обеспечение для связи системы ГАММА-2РС с интеллектуальной системой ИНСТРУМЕНТ-Зм-И, позволяющее автоматизировать разработку директив системы ГАММА-2РС.

1. Справочник по теории автоматического управления /Под ред. А.А.Красовского. - М.: Наука, 1987.

2. Сольницев Р.И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления.- М.: Высшая школа, 1991.

3. Astrom K.J., Bohlin Т., Wensmark S. "Automatic construction of linear stochastic dynamic models for stationary industrial processes with random disturbances using operating records" Report TP 18.150, IBM Nordic laboratory, Sweden, 1965.

4. Wieslander J. "SYNPAC commands-user's guide" Report CODEN: LUTFD2/TFRT-3159/1-130(1980), Dept. of Automatic Control, Lund Institute of Technology, Lund, Sweden, 1980.

5. Мацеевский Д.М., А.Г.Д. Макфарлан "Кембриджский комплекс программ для анализа и проектирования линейных систем-CLADP" в кн. "Автоматизированное проектирование систем управления" (Под ред. М. Джамшиди и Ч.ДЖ. Хергета).- М.: Машиностроение, 1989.

6. Schmid Chr., Unbehanen Н. "KEDDC, a general purpose CAD software system for application in control engineering" Prep. 2nd IFAC/IFIP Symposium on software for computer control (SO COCO), Prag, paper, C-V, 1979.

7. Moler. С . "MATLAB-user's Guide". Department of Computer Science, University of New Mexico, Alburquerque, USA, 1980.

8. Smith, В., J. Boyle, J. Dongarra, B. Garbow, Y. Ikede, V. Klema and C. Moler "Matrix Eigensystem Routines: EISPAC Guide" Lecture Notes in Computer Science, Springer Verlag, Berlin, 1976.

9. Dongarra, J.J., J. Bunch, C.Moler and G. Stewart "LINPAC User's Guide" Lecture Notes in Computer Science, Springer Verlag, Berlin, 1979.

10. Gaveletal., "EAGLES/Controls User's Manual" Regents of the University of California, 1986.

11. Floyd M.A., P.J. Dawes, U.Milletti " Xmath : a new Generation of object-oriented CACSD tools" In Proc. European Control Conf., Vol. 3, Grenoble, France, p.p. 2232-2237, 1991.

12. Спэнг Г.О. "Объединенная система автоматизированного проектирования систем управления" в кн. "Автоматизированное проектирование систем управления" (Под ред. М. Джамшиди и Ч.ДЖ. Хергета), М. Машиностроение, 1989.

13. V. Sima Perfomance investigation of SLICOT wiener systems identification toolbox, Proceedings of 13-th IFAC Symposium on System Identification,on CD-ROM, p. 1345-1350, 2003.

14. MATLAB User's Guide, MathWorks, 2001.

15. Дьяконов В.П., Круглое В.Н. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник. -СПб.: Питер, 2002.

16. Дьяконов В.П. Control System Toolbox. СПб.: Питер, 2002.

17. James Н. Taylor, Cheney Chan "Enhanced MATLAB tools for linear and nonlinear system stability", in Proceedings of CACSD'97, pp. 293 -297, Gent, Belgium, 1997.

18. V. Bobal, R. Prokop "Self-tuning control MATLAB toolbox -methodology and design", in of Proceedings CACSD'97, pp. 127132, Gent, Belgium, 1997.

19. F. Declercq, P. De Smedt and R. De Keser "Neural model based predictive control toolbox for MATLAB", in of Proceedings CACSD'97, pp. 305-310, Gent, Belgium, 1997.

20. S. Ansted, Q.M. Zhu and J. Kearsey "Harmonic Control: A Symbolic Language Aided Engineering Control Program", Proceedings of CACSD'97, pp. 133 -137, Gent, Belgium, 1997.

21. S.Hara, Y. Hori "MATLAB based CAD system for CDM and Design Example of Vibration Suppression Conteroller for 2-Inertia System", Proceedings of 3th Asian Control Conference, pp. 20852090, Shanghai, China, 2000.

22. Jesus M. Zamarreno NEURAL PREDICTIVE CONTROL TOOLBOX FOR CACSD IN MATLAB ENVIRONMENT, Preprints of the 15th Triennial World Congress of the International Federation of Automatic Control Barcelona, 2002.

23. Herman Mann, Michal Sevcenko INTERNET-BASED CONTROL-DESIGN ENVIRONMENT AND ITS USE IN EDUCATION, Preprints of the 15th Triennial World Congress of the International Federation of Automatic Control Barcelona, 2002.

24. I. Kollar, R. Pintelon etc Frequency domain system identification toolbox for MATLAB: automatic processings from data to models, Proceedings of 13-th IFAC Symposium on System Identification, 2003 , p. 1502-1506.

25. P. Young, H. Gamier etc The identification of continuous-time linear and nonlinear models: a tutorial with environmental applicatios, Proceedings of 13-th IFAC Symposium on System Identification, 2003 , p.618-628.

26. L. Ljung Version 6 of the System Identification Toolbox, Proceedings of 13-th IFAC Symposium on System Identification, 2003 , p.989-994.

27. Birga Syska ICAC A Matlab Toolbox for Industrial Computer Aided Control, Preprints of the 15th Triennial World Congress of the International Federation of Automatic Control Barcelona, 2002.

28. R. Shuman, S. Korner etc "Shaping CACSD for practical use in process industry", Proceedings of 13th IFAC World Congress, pp. 223-228, San-Francisco, 1996.

29. Walker, R., S. Shah, C.Z. Gregory, D. Varvell MATRIXx: A Model Building, Nonlinear Simulation and Control Design Program. In: Advances in Computer-Aided Control Systems

30. Engineering (С. J. Herget, M. Jamshidi Ed.), North-Holland, 1985.

31. M. A. Floyd etc, "Xmath: a new generation of object-oriented CACSD tools", Proceedings Euripean Control Conference, vol. 3, pp. 2232-2237, Grenoble, France, 1991.

32. Диалоговая система проектирования систем автоматического управления ДИСПАС, вереи 2.-М.: МАИ, 1981.

33. A. G. Alexandrov, Yu.F.Orlov Training in the identification and adaptive control processes using the package ADAPLAB . Workshop on Control Education and Technology Transfer Isssues, Brasil, Curitiba, 1995, p.p. 117 120.

34. Александров А.Г., Орлов Ю.Ф. Пакет программ АДАПЛАБ для идентификации и адаптивного управления//Автоматизация в промышленности^ 8, 2003,стр.16-19.

35. A. G. Alexandrov, Yu.F.Orlov, L.S. Mikhailova ADAPLAB-M: IDENTIFICATION AND ADPTATION TOOLBOX FOR MATLAB. Proceedings of 13-th IFAC Symposium on System Identification, on CD, p.995-1000, 2003.

36. Александров А.Г., Орлов Ю.Ф. АДАПЛАБ-М: директива для идентификации с самонастройкой испытательного сигнала, Труды международной конференции "Идентификация систем и задачи управления"SICPRO '04, 2004.

37. Александров А.Г., Орлов Ю.Ф. АДАПЛАБ-М: директива для частотного адаптивного управления с самонастройкой испытательного сигнала, Труды международной конференции "Идентификация систем и задачи управления "SICPRO '04,2004.

38. Александров А.Г., Небалуев Н.А. Аналитический синтез передаточных матриц регуляторов на основе частотных показателей качества. Отчет КХ-Э23268., 1968.

39. Александров А.Г. Синтез регуляторов многомерных систем.-М: Машиностроение, 1986, 272 с.

40. A. G. Alexandrov, Panin S.Yu. GAMMA-1PC as CACSD tools for Practicing Engineers. Symposium on Computer Aided Control System Desig (CACSD'97), Belgium.1997.

41. Александров А.Г., Панин С.Ю. Система ГАММА-IPC для синтеза регуляторов многомерных систем//"Автоматизация в промышленности", N 3, 2003,стр. 18-22.

42. Степанов М.Ф. Система автоматического синтеза систем автоматического управления ИНСТРУМЕНТ-ЗМ-И. Руководство пользователя. Саратов: СПИ, 2003.

43. Стеранов М.Ф. Автоматическое решение задач теории автоматического управления. Труды международной научной конференции Аналитическая теория автоматического управления и ее приложения. Саратов, 2000, с. 184-191.

44. Степанов A.M., Степанов М.Ф., Степанова Т.В. Автоматическое решение задач проектирования САУ средствами системы ИНСТРУМЕНТ-ЗМ-И. Шестой международный симпозиум "Интеллектуальные системы"(INTELS'2004), Москва, 2004, стр.386-389.

45. С. Magnus Rimval, Christopher P. Jobling, "Computer-Aided Control System Design", The Control Hanbook, pp. 429-442.

46. Лайнеман К., Шлехтендаль Е.Г. Система автоматизированного управления REGENT// Системы автоматизированного проектирования. Под.ред. Дж. Аллана. М.: Наука, 1985, с.129-140.

47. М. Szymkat, О. Ravn "Computer Aided Control Engineering current approaches to design methodologies", Proceedings CACSD'97, pp. 191 -196, Gent, Belgium, 1997.

48. Петров А.В., Черненький B.M. Разработка САПР. Кн.1 Проблемы и принципы создания САПР.- М.: Высшая школа, 1990, 143 с.

49. Федоров Б.С., Гуляев Н.Б. Разработка САПР. Кн.З Проектирование программного обеспечения САПР М.: Высшая школа, 1990, 143 с.

50. Артемьев В.И., Строганов В.Ю. Разработка САПР. Кн.5 Организация диалога в САПР.- М.: Высшая школа, 1990, 160 с.

51. Корячко В.П., Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР. М.: Энергоатомиздат, 1987, 400 с.

52. Стеранов М.Ф. Автоматическое решение формализованных задач теории автоматического управления. Саратов: Сарат.гос.техн.ун-т, 2000, 376 с.

53. Александров А.Г., Степанов М.Ф. Подход к построению модели множества задач ТАУ// Аналитические методы синтеза регуляторов: Межвуз. науч. сб. Саратов: СПИ, 1988. С. 44-58.

54. Александров А.Г., Михайлова J1.C. Структура программного обеспечения для автоматизации разработки алгоритмов автоматического управления// АиТ, т4, 2005. С. 176-184.

55. М.Зелковиц, А.Шоу, Дж. Геннон Принципы разработки программного обеспечения М.: мир, 1982 - 368 с.

56. Александров А.Г. О принципах постоения системы анализа и синтеза устройств управления (САПР СУ)// Аналитические методы синтеза регуляторов. Межвуз. научн. сб. Саратов: СПИ, 1982, с. 123-136.

57. L. Ljung Educational aspects of identification software user interfaces Proceedings of 13-th IFAC Symposium on System Identification, 2003. on CD-ROM, p.1590-1594.

58. Ефимов Е.И. Решатели интеллектуальных задач. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1982.

59. Семенов В.В. Построение модели предметной области для автоматизированного проектирования САУ и АСУ ТП// Математическое, алгоритмическое и техническое обеспечение АСУ ТП: Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания. М.: МАИ, 1980.

60. Семенов В.В. Принципы формирования и фрагменты базы знаний теории управления//Общее математическое обеспечение систем автоматизированного проектирования. М.: МАИ, 1981. с. 4-18.

61. В.М.Лачинов, А.О.Поляков Информодинамика или путь к миру открытых систем. С.-Пб.: СПбГТУ, 1999.

62. Александров А.Г., Честнов В.Н. Синтез многомерных систем заданной точности. I. Применение процедур LQ -оптимизации // АиТ, т7, 1998,. Т. 59. С. 83-95.

63. Александров А.Г., Честнов В.Н. Синтез многомерных систем заданной точности. II. Применение процедур Нж-оптимизации // АиТ, т8, 1998, Т. 59. С. 124-138.

64. Mikhailova L.S., Alexandrov A.G., Isakov R.V. etc "Conception of researcher's environment for CACSD GAMMA-1PC', 10th IEEE International Symposium on Computer Aided Control System Design, USA, Proceedings IEEE, ISBN 0-7803-5449-4, 1999, pp.618-623.

65. Mikhailova L.S., Isakov R.V., Riazanthev R.P., Vnukov A.V. "Development of researcher's environment fragments for CACSD GAMMA-1PC", Proceedings of 7th International Student Olympiad on Automatic Control, Saint-Petersburg, 1999, pp. 158162.

66. Mikhailova L.S., Isakov R.V. "GAMMA-2PC: new possibilities for directives creation", Proceedings of 9th International Student Olympiad on Automatic Control, Saint-Petersburg, 2002, pp. 106109.

67. Михайлова Л.С. Разработка интерпретатора языка системы ГАММА-2РС Тр. ЭПИ МИСиС "Робастное управление и частотная идентификация ".-Электросталь: ЭПИ МИСиС, 2004.

68. Александров А.Г., Михайлова Л.С., Исаков Р.В. "Система ГАММА-2РС для разработки многосвязных систем управления", Материалы Международной конференции "Проблемы иперспективы прецезиоиной механики и управления в машиностроении", Саратов, 2002 г., с.20-22.

69. Михайлова JI.C., Баукова Н.Г. "Директивы частотной идентификации в системе ГАММА-2РС", Труды II международной конференции "Идентификация систем и задачи управления", Москва, 2003, CD ISBN 5-201-14948-0.

70. Михайлова Л.С. Применение интеллектуального решателя ИНСТРУМЕНТ-ЗМИ для расширения класса решаемых задач системы ГАММА-2РС. Труды Седьмого международного симпозиума "Интеллектуальные системы", М., 2006. С. 472474.